密排固定管的焊接操作技能与应用

金明远，蒋应田，樊小荣，孔维斌，高学朋

（1.抚顺市特种设备监督检验所，辽宁抚顺113006；2.辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001；3.中石油第二建设公司，甘肃兰州730060）

密排固定管的焊接操作技能与应用

金明远1，蒋应田2，樊小荣3，孔维斌2，高学朋2

（1.抚顺市特种设备监督检验所，辽宁抚顺113006；2.辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001；3.中石油第二建设公司，甘肃兰州730060）

从介绍锅炉密排固定炉管的焊接操作技术难点出发，提出采用钨极氩弧焊接是保证锅炉管排制造质量的首选焊接方法。介绍了钨极氩弧焊的基本操作技术，详细阐述了当前应用于密排固定障碍管的钨极氩弧焊接的各种特殊操作方法的特点、操作技巧及应用。

密排固定障碍管；TIG焊；镜面焊；内填丝；摇摆焊；下向上焊

0　前言

随着火电规模的快速发展，超临界以及超超临界锅炉的应用越来越多，这些锅炉的重要运行特点是超高温、超高压以及超大功率运行。在制造这些锅炉时相应地存在一定的技术难点和特殊性，即所用材料品种多，加工制造难度大，焊接技术要求高，现场安装工作量大及施工的自动化程度差。从锅炉结构的承载看，汽包和炉管是两个最重要的部件，而炉管在制造安装过程中数量巨大，且多为现场施工，因此技术难度更大。因此，锅炉设备的制造质量与焊接生产工艺、施工工人的焊接操作技术水平密切相关。在此通过全面介绍钨极氩弧焊在锅炉密排管焊接安装过程中的具体操作技能方法，为相关企业施工人员的技术培训提供帮助。

1　锅炉炉管的基本情况

炉管是锅炉的重要部件，在运行中主要担负热交换，运行中管外壁承受剧烈的燃烧火焰，管内有热交换后的高温汽水流动，同时承受相当高的介质压力。为保证锅炉质量，炉管采用专用钢管，中低压锅炉可采用的钢号有10、20、20g[1]；大型电站高压锅炉可采用碳钢、合金钢和不锈钢等材质的钢管[2]，如20G、20MnG、25MnG等。而临界或超临界锅炉采用的钢管有细晶强韧化铁素体耐热钢系列中的SA213-T23、T24、T91、T92、T122，SA335-P91、P92、P122和E911；新型奥氏体细晶耐热钢Super304H、TP347HFG和高铬高镍奥氏体钢HR3C、NF709、SAVE25等[3-4]。相对应的炉管管径与壁厚取决于设计压力，中低压锅炉，其工作压力为5.88MPa以下90[5]，规格多为φ（14～159）×（3.5～28）mm[1]，而超临界、超超临界锅炉压力达到24.6～31.6 MPa[3-4]，规格为φ（42～57mm）×（3.5～8）[6]。

2　锅炉炉管的焊接方法

锅炉制造质量的高要求以及炉管焊接安装位置的特殊性决定了焊接方法的选择[7-8]，可选用的方法有焊条电弧焊和钨极氩弧焊，由于钨极氩弧焊在惰性气体保护下，焊缝金属性能良好，因此常常应用于一些重要设备的制造和安装[17-18]。因此，超临界以上锅炉炉管应用较多的是钨极氩弧焊。

焊条电弧焊是常见的焊接方法，具有设备简单，操作灵活，生产成本较低的优点，但也存在着对焊工的技术要求高、劳动强度大的缺点，在早期的锅炉部件生产中得到了广泛应用。当然随着焊接自动化的发展，焊条电弧焊的应用比例不断下降。

钨极氩弧焊是利用氩气作为保护气体的电弧焊，其优点是[9-10]：（1）明弧焊，在焊接时焊工可以清楚地观察到母材的熔化情况以及焊缝的成形，便于更好地操作。（2）氩弧焊的电弧热量相对集中，加热区域小，焊接热影响区及变形较小。氩弧焊的缺点是焊接效率较低，生产成本相对较高，弧光的辐射性较强。

3　锅炉炉管焊接质量的技术要求和难点

炉管焊接的基本要求是接头内部无任何缺陷和外观成形良好，以及满足要求的力学性能，特别是韧性和高温性能。而保证焊接接头的无缺陷及成形良好是首要任务。对于非密排障碍管，氩弧焊的操作过程相对较简单，可采用拖把焊或摇摆焊[10-12]。但是对于密排设置的固定管，由于管束之间的相互障碍，加大了焊接操作的难度，如图1所示。图2为一台1000 MW超超临界锅炉，其炉膛、省煤器、过热器、再热器等受热面的管排全部采用卧式布置。组件管的排数数量巨大，结构紧凑，管节距狭小。由此可见，大量现场安装的焊口焊接时局部位置肉眼无法看到，难以采用通常的焊接操作法完成整个焊口的焊接[6]。

图1　固定密排管束间的互相障碍

图2　超临界锅炉管排布置的现场安装焊口位置

4　密排障碍管的手工钨极氩弧焊接方法及操作技术

4.1手工钨极氩弧焊的传统基本操作技术[9-10]

氩弧焊是一种左右手同时动作的焊接操作技术，右手握持焊枪，与工件呈70°～85°，左手捏住焊丝，与工件呈15°，如图3所示。氩弧焊的具体操作技术根据焊口的条件而定。

图3　钨极氩弧焊示意

对于平板对接焊接时，采用传统拖把焊操作技术，该操作技术是将焊嘴轻靠或不靠在焊缝表面，右手小指或无名指也是靠或不靠在工件上，手臂小幅摆动或不摆动，拖着焊把前进的一种操作技术。这种操作技术相对简单，只要保持电弧长度稳定，前进速度均匀，根据焊缝宽度的要求确定横向摆动情况。至于钨极氩弧焊的引弧、熄弧、焊接和收弧过程中的具体操作各焊工手册均有详尽介绍，在此不再阐述。

4.2用于打底和填充焊，填丝时焊丝头在坡口手工钨极氩弧的焊丝添加技术

钨极氩弧焊在平位置及平角焊接时采用外填丝方式，在管道焊接过程中，根据焊缝位置以及对背面成形的要求不同，将氩弧焊的送丝方式分为内、外填丝两种。

4.2.1外填丝

外填丝的正面，左手捏焊丝，不断送进熔池进行焊接，其坡口间隙要求较小或没有间隙。

优点：焊接时电流较大、间隙小，生产效率高，操作技能容易掌握。缺点：用于打底时操作者不容易看到钝边熔化和反面余高情况，易产生未熔合和不理想的反面成形。

4.2.2内填丝[6，13]

内填丝只能用于打底焊，填丝时用左手拇指、食指或中指配合送丝动作，小指和无名指夹住焊丝控制方向，使焊丝紧贴在坡口内侧的钝边处，与钝边一起熔化。

（1）“内填丝”的主要特点。

①对口间隙较大，处于摇摆焊和常规拖把焊间，一般为3.5～4.5 mm，对于高合金钢4.0～5.0 mm。而常规拖把焊的对口间隙一般为2.5～3.0 mm。对口间隙较大容易克服未焊透缺陷，而未焊透是焊缝最危险的缺陷之一。拖把焊时坡口间隙较小，又是坡口外添加焊丝，电弧处于坡口和焊丝的中间，常出现未焊透缺陷，导致根部返修。

②采用细焊丝，碳钢和低合金钢采用φ2.5 mm实心焊丝，高合金钢采用1.6 mm实心焊丝。细焊丝的优点是焊枪在焊接时，电弧主要对准两侧的坡口，坡口熔化了，即可克服未熔合缺陷，电弧中心具有极高的温度，焊枪摇摆瞬间即可熔化焊丝，不同于拖把焊时用电弧刻意熔化焊丝。另外成形比粗焊丝好，焊缝成形容易出现规则的鱼鳞纹。

③焊枪喷嘴和工件距离与拖把焊相同。

④内填丝操作时要求电弧在两侧坡口内加热，并熔化坡口。同时相应地控制好送丝过程、电弧向前运行以及喷嘴的摆动角度，使电弧及熔池沿着坡口滚动前进。焊工通过坡口间隙可以看到根部，因此根部熔化比较直观，容易判断焊缝背面成形。在拖把焊时，焊枪需要左右摆动或无摆动，移动时需要控制送丝、焊枪沿工件坡口或焊缝前进的方向、焊枪的左右摆动及幅度、喷嘴与工件之间的距离以及根部熔化程度等诸多方面。相比之下，保证根部熔透的控制参数较多，需要较多的经验进行判断，因此，操作起来比较困难。

⑤由于采用较大的间隙，使打底焊缝的背部成形容易做到高低、宽窄一致，特别是水平固定仰焊位置的内凹缺陷。而时钟5～7点位置的凹陷是拖把焊难解决的一个问题。

⑥焊接熔池左右推进可控制焊接层间温度，减少温度剧烈变动，防止各种焊接缺陷的产生。

⑦焊接收弧时要快速摆动电弧并及时衰减电流，可避免弧坑缺陷的产生。熄弧后，将焊枪迅速移至收弧处保持5～10 s后停气。内填丝和拖把焊的比较如图4所示。

图4　内填丝与拖把焊外填丝比较

（2）“内填丝”的缺点。

与摇摆焊相比，内填丝操作难度大，要求焊工有较为熟练的操作技能。此外，因间隙大，焊接量相应增加，且焊接电流偏低，工作效率比外填丝慢，与拖把焊相比“内填丝”的焊接速度慢5％～10％。

4.3氩弧焊焊接时的焊枪操作运动技术

氩弧焊焊接时最关键的操作技术是焊枪的操作运行，焊枪的操作直接关系到焊接坡口熔化、熔池温度的控制以及焊缝成形等。根据焊枪的移动动作和行走轨迹，可分为两种形式，即拖把焊和摇摆焊（也称摇把）[6]。

4.3.1拖把焊

拖把焊的基本操作要点如4.1所述。优点是容易掌握，适应性好。缺点是成形和质量没摇把好，特别是仰焊没摇把方便施焊。特别是在用于厚壁管道焊接时，有时不易形成良好的保护和焊缝成形，同时会因钨极伸出过长而损坏钨极，产生夹钨、气孔等缺陷。在焊接不锈钢时很难得到理想的颜色和成形。

4.3.2摇摆焊（摇把）[11-12，14]

摇摆焊是把焊枪嘴直接压在焊缝表面（或管壁坡口内），采用手腕大幅度摇动，利用焊枪与焊缝或坡口两侧的摩擦向前移动，应用电弧加热熔化坡口钝边及焊丝完成焊接过程的一种操作方法。

（1）摇摆焊具有如下特点。

①焊枪喷嘴直接压在焊缝上（或坡口内）摆动，保护气体能很好地保护熔池。

②摇摆焊的摇动线路是根据间隙与坡口的特定形状形成规则线路，在摇摆过程中能使受热均匀，得到外观整齐、质量优良的焊缝。

③焊枪直接压靠在坡口里面摆动，解决操作者手不稳或钨极伸出过长引起钨极碰到坡口、熔池，造成焊缝夹钨的现象。

④打底层仰焊位置焊接时采用内填丝，平焊位置采用外填丝的方式可以解决仰焊位置出现未焊透、余高过低及上爬坡平焊位置的焊瘤和管内成形不良的缺陷。

（2）摇摆焊的注意事项。

①焊接电流比传统焊接方式的电流稍大。

②根据管壁厚度决定喷嘴直径与钨极伸出量，通常喷嘴直径为10～12mm，钨极伸出长度为4～5mm。

③氩气流量比传统焊接方式稍大，为8～10L/min。

④摆动幅度为熔合坡口两边钝边外的2 mm；摇摆过程中在坡口两侧稍作停留，中间间隙部分稍快。

⑤摇摆焊在焊接时焊枪压入坡口（或焊缝上）内应具有一定力度，以保证向前移动均匀。

⑥左右手灵活配合摇摆，均匀送丝。

（3）摇摆焊的缺点。

焊工学起来很难，因手臂摇动幅度大，所以无法在有障碍处施焊。

4.4固定障碍管焊接技术

在锅炉生产制造以及安装过程中，常会遇到大量固定且紧密排列的管束，这给管束的焊接带来诸多困难。如图2所示的受热蛇形管排，管节距很小，上下为42 mm，左右为97 mm。由图2可知，大量焊口在焊接时无法用肉眼看到局部位置，难以采用通常的焊接操作手法来完成整个焊口的焊接。从所搜集到生产企业的技术资料看，可采用镜面焊[6，8]、盲焊技术[15]以及“下向上焊”[6]等。

4.4.1镜面焊[6，8]

镜面焊是在焊口位置附近放置一面镜子，利用镜子的反射成像，通过观察镜子内的影像进行焊接。

4.4.1.1镜面焊技术

镜面焊在焊接过程中需要一些专用机具，如镜子、焊枪以及充气小室等。

（1）镜面焊专用机具。

①镜面焊用镜子，镜子由头部、中部和尾部组成。头部是一块用不锈钢制作的影像观察双面镜，厚度1 mm。尾部是一块强磁力吸附件，起固定镜架的作用。中部是一根挠性金属软管，连接头部和尾部，其中与头部连接采用万向节，可使镜子360°旋转。使用中可以通过拗弯挠性金属软管，将强磁场吸附件放置在合适位置。

②焊枪在管排节距小的情况下，刚性氩弧焊枪不能满足现场焊接的要求，因此使用可以360°旋转的挠性氩弧焊枪。

③充气小室对于高合金材料需要进行背面充氩保护，而普通低碳及低合金钢则不需要。

（2）对口间隙。

对管排位置受到限制时，平焊位置打底焊采用外填丝，仰焊位置打底焊采用内填丝。对口时仰焊位置坡口间隙为2.0～2.5 mm，平焊位置坡口间隙为2.8～3.0 mm，焊丝直径为2.4 mm。通过平焊位置进行内填丝，且要求送丝方便自如，能很好地通过间隙观察到熔池，保证仰焊位置不产生内凹。平焊位置会因焊缝收缩达到适宜的间隙，避免平焊打底位置产生焊瘤，并减少焊后管子对口弯折。

（3）镜子的放置。

镜子的放置要考虑两个方面，一是便于通过镜子的反射，清楚地观察到熔池和坡口；二是不能影响焊枪的摆放位置和焊接过程中焊枪运作、行走、摆动等。镜面焊时由于强烈的弧光反射，很难像平常焊接时对熔池观察得清楚。通过镜子看到的是焊缝的平面影像，且影像和手的动作与眼睛看到反向，容易造成操作上的错觉。其放置位置如图5所示。

图5　镜面焊时镜子的放置位置

（4）点固焊。

由于仰焊位置采用了内填丝法焊接，点固焊的位置需在时钟3点和9点处。这样在氩弧焊打底的过程中，可方便地通过平焊位置的对口间隙观察焊缝根部熔池。而正常焊接时点固焊位于仰焊或平焊位置。

（5）打底层焊接。

打底层焊接采用内填丝法，利用镜子或对口间隙观察来完成打底焊缝下半部分。打底焊的技术关键是要掌握好氩弧焊枪的角度。焊接过程中，焊嘴要始终保持在焊缝中心区域，并随着熔池均匀地左右摆动向前推移。从仰焊位置到立焊位置采用断续填丝法。当焊丝末端送入熔池边缘被熔化后，即可将焊丝移离熔池，稍停后再将焊丝末端送入熔池边缘，依次断续地点滴送入熔池。需要强调的是，一定要等两侧钝边金属熔化后再填丝，否则容易产生未熔合缺陷。从立焊位置进入平焊位置时，需将内填丝改为外填丝。焊丝端部紧贴在钝边位置，用连续填丝法均匀地将焊丝送入熔池，这样打底焊缝反面成形比较平整。

在打底焊的整个过程中熔池必须完全打开，在视觉上熔池有滚动的情况时再填丝，这样可以防止焊缝冷却收缩时产生细小裂纹以及缩孔现象。为了得到良好的对口间隙，采用两侧对称焊。

（6）填充层焊接。

打底焊完成后，肉眼无法观察到焊缝下半部分，且焊接位置决定了焊工只能下蹲或俯卧在管子上来完成焊口的下半部分，因此仍需要采用镜面焊进行填充和盖面。

焊前先用镜子观察焊缝坡口两侧是否有凹槽，中间是否凸起。如果存在，必须打磨平整焊缝，以避免钨极移动过程中发生碰撞。焊丝也必须结合具体的焊接位置和焊缝的弧度，适当拗曲变形，这样既便于拿焊丝的手选择相对开阔的位置，动作更灵活，容易将焊丝送到熔池，又可以防止焊丝干扰焊工的视线。

通过镜子观察熔池，弧光反射非常强烈，很难看清楚钨极，送丝时容易引起焊丝与钨极碰撞，为此要求焊接过程中焊丝必须紧贴焊缝且连续送丝，以减少或避免钨极的污染。

对于管壁较厚的焊口必须采用多层多道焊。弧状焊丝紧贴坡口一侧，减少摆动幅度和送丝动作，使焊道较薄。焊完一道再焊另一道，可以降低焊缝层间温度，防止焊缝夹渣和温度过高引起根部焊缝的二次熔化。

（7）盖面层焊接。

盖面焊前首先检查填充层焊缝的表面成形，清理附着在焊缝表面的氧化物和杂物，使焊缝周向和横向平滑均匀，为盖面焊创造良好的条件。

焊接时，应以两侧坡口线为基准线，熔池向母材侧延伸0.5～1 mm，使焊缝的宽度比坡口宽度大1～2 mm，并始终保持这一宽度。焊缝的加强高度应呈弧形，两侧低中间略高，并在焊缝的周向上保持均匀。以两侧坡口线为基准线，焊接时一直保持焊缝的直线度。做到以上三点，就能获得良好的焊缝尺寸和外观成形。

4.4.1.2盲焊技术[15]

盲焊技术是在自动焊和铝的单面焊双面成形启发下开发出的一种新技术。要求焊工能熟练掌握管道氩弧焊接技术并熟悉自动焊接技术原理，学习及使用盲焊操作技术。在焊接过程中，焊工要时刻注意坡口角度大小、组对间隙、钝边大小、焊接电流、焊枪角度、焊接位置等参数的变化对熔池温度、根部熔合、背面余高等方面的影响。同时要加强零间隙打底穿透以及大间隙保证焊缝背面余高和成型控制的锻炼，提高控制熔池温度、焊缝成形的能力，以及焊枪摆动、送丝准确性和填丝多少对焊缝余高的影响。

盲焊技术分半盲焊和全盲焊两种。在管道焊接中，通过对口间隙可以看见焊缝根部熔合情况但看不见电弧，焊丝通过对口间隙从坡口内添加到熔池中，称作半盲焊。既看不到电弧又看不到熔池根部的焊接称作全盲焊。半盲焊操作相对简单，是实现全盲焊的基础。一般来讲，整道焊口只有很小的一段存在视觉盲区，在焊接时先焊这一区段，根部熔合情况可以通过其他开口处观察到焊缝背面的熔合情况。

全盲焊焊接技巧分为打底、填充、盖面三步。打底层焊接是盲焊的难点和重点，其次是填充层的焊接，盖面层焊接不存在盲焊。

①打底层焊接，首先掌握好在坡口角度、对口间隙、焊接电流一定的前提下，焊接速度、填丝速度与焊缝背面熔合成型的关系，通过观察焊枪与坡口间的位移来确定焊枪移动的速度与节奏。焊枪的倾角要保持稳定，倾角改变，熔池的熔深、熔宽都会发生改变。这些变化会造成焊工的判断失误，相应产生未熔合、咬边等缺陷。在焊接过程中，脑海中始终要有一个随焊枪移动的熔池，且能感觉到它的熔合状态。

保持焊枪倾角稳定的操作要点:

a.焊枪抓握牢固，防止焊枪发生不必要的转动；b.握焊枪的手腕灵活，能保证焊枪随管子曲率转动并保持焊枪与管子轴线夹角不变；c.以焊件为参照物随时调整焊枪角度；d.可将瓷嘴贴到坡口内提高焊枪的稳定性。

起弧点可从盲区后方能看见的地方开始，在调整好钨极伸出长度和焊枪角度后，确认焊丝的添加量，保证焊缝余高和盲焊段的焊接连贯性。提前预留足够的焊丝长度，保证一次焊接完成。

在操作过程中，焊枪在坡口两侧停留时间比平时稍长，焊枪倾角保持在约80°，焊枪角度和行进速度、添丝速度保持稳定均匀。当添丝时手感流畅，没有顶丝的感觉，说明焊缝根部熔透，铁水透到了坡口背面。此时，焊工凭经验感觉焊丝加够后可停止送丝动作，但焊丝不能往后脱离熔池，焊枪在原地摆动2～3次(幅度要小)后，在确保坡口两侧熔合良好后，焊枪稍往前移，给熔池前方稍作加热后试着填丝。当感觉填丝流畅后加够焊丝，继续作焊枪原地摆动动作。反复上述过程，最终完成盲焊段打底层焊接。通过仰焊位坡口间隙观察盲焊段根部熔合情况，如有局部未熔合、未焊透，可在此引弧重熔，从仰焊位坡口间隙观察熔合情况，确认盲焊段没有问题后将其他部位焊接完成，结束打底层的焊接。

②填充层焊接，与打底层的焊接顺序一样，从盲区后方能看见的地方起弧开始焊接，但是，焊枪的钨极伸出长度、焊枪角度以及焊丝添加量需要根据焊层厚度进行调整。一般厚度在8 mm以下的焊件，填充层焊接时，当电弧摆到对面坡口时基本能看清电弧和部分焊缝，操作起来相对简单。焊丝采用断续添加的方式，防止层间未熔合。

③盖面层焊接，盖面层焊接是在可视的状态下焊接，可以从仰焊位开始分两侧完成盖面层的焊接。在焊接时要防止焊缝两边高度不一样的缺陷。焊接时，焊工从侧面观察焊缝，导致喷嘴抬得较高，焊枪的稳定性变差。焊接时注意焊枪的角度，在焊枪摆动时，以焊缝边缘线做参照物，焊枪摆动轨迹线与焊缝边缘线保持85°～90°的夹角，同时保证焊枪轴线与管子轴线垂直。

4.4.1.3下向上焊操作技术[6]

这种操作技法是通过改变普通向上焊时的焊接方向以及操作手法来解决仰焊部位易出现内凹缺陷的焊接技法。

（1）下向上焊操作特点。

①上向下焊是在时钟3点立焊位置起头过仰焊位收弧，然后再在时钟9点立焊处起头焊至仰焊位收弧处接头，在这一接头处往往要求焊工有过硬的操作技能，稍有疏忽就在接头处形成内凹，甚至产生未熔合、未焊透等缺陷。

②下向上焊是在时钟3点立焊位置起弧过仰焊位置收弧，然后在时钟7点仰焊位接头从下向上断续送丝焊至立焊处，可有效克服仰焊位产生内凹、未焊透、未熔合等缺陷。

③下向上焊填充层金属较厚，在后续填充层时焊条电弧焊接过程中不容易造成烧穿缺陷。

④上向下焊由于铁水的重力导致焊层较薄，在后续焊条电弧焊填充层焊接过程中如规范选择不当、运条不熟练等，很容易烧穿打底焊层。由于先焊的一段上向下焊，焊丝可以穿过焊缝间隙进行内填丝，有一个向上推的力，熔敷层较后一段厚，故可采用先从上焊下来再从下焊上去的方法。

⑤下向上焊虽有以上优点，但也存在一定局限性。如在时钟9点立焊处时由于相邻的管阻碍，可视性变差，送丝出现一定困难。如要保证质量需经一段时间反复练习，使焊丝和焊枪摆动协调一致。

（2）操作方法。

①水平固定管与管间仅有十几毫米间隙，因此管子下半部焊接操作难度较大。为了保证根部焊缝熔合良好，打底层时采用从立焊（时钟3点位置）部位内填丝焊至过仰焊位（时钟6点位置）收弧，然后在收弧处接头一直焊至立焊（时钟9点位置）。焊接方向示意如图6所示。

②在时钟3点位置利用高频引燃电弧，引弧后不加丝，使电弧移至坡口一侧，待根部钝边熔化形成熔池后，从下方坡口间隙将焊丝送到熔池。在送进的焊丝形成第一滴铁水后，连续送丝增大熔池面积，再用焊丝拖动熔池和电弧同时摆动到另一侧坡口处形成熔池座。这时焊丝要对准熔池座中心向上顶，使铁水不至于受重力向下坠，也便于后续立焊时的接头。

③焊接过程中钨极和熔池、焊丝不得接触，避免造成夹钨和破坏电弧稳定性。焊丝端部不要轻易脱离熔池，应连续均匀地向熔池送丝，才能保证焊缝成形美观。在焊接同时焊工需通过对口间隙观察管内部焊缝熔合情况，根据需要及时调整焊枪角度。焊接过程中钨极尽量垂直于管子轴心，以便控制熔池大小。

图6　焊接方向示意

④焊至仰焊位时，应有意识地将焊丝往根部推，使管壁内部的焊缝饱满，避免根部凹陷。焊到过时钟6点位置后应利用电流衰减功能，适当降低熔池温度，以避免仰焊位置出现凹坑或其他位置出现凸出。收弧时，应向熔池送入2～3滴填充金属使熔池饱满，同时将熔池逐步过渡到坡口侧，然后切断控制开关，电流衰减熔池温度逐渐降低，熔池由大变小，形成椭圆形。电弧熄灭后，应延长对收弧处氩气保护，避免氧化或出现弧坑裂纹及缩孔。

⑤接头前，先将收弧处打磨成斜坡状，在斜坡后10 mm处重新引燃电弧，将电弧移至斜坡内时稍加一些焊丝，当焊至斜坡端部出现熔孔后，应立即送丝并保持和焊缝内部高低平齐，同时焊枪做小幅度摆动，使接头部位熔合良好。

⑥过接头后，焊枪与管子切线方向成70°～80°夹角，焊丝端部斜靠在坡口左侧，焊枪作小幅横向摆动以熔化坡口钝边，并向前均匀移动，焊丝在坡口侧以上下往复运动方式间断地送入电弧区域的前方，在熔池前呈滴状加入。焊丝送进速度要均匀，以保证焊缝成形美观。焊枪左右小幅摆动时要注意坡口两侧钝边熔化情况，防止根部产生未焊透缺陷。当快焊至时钟9点位置，利用电流衰减降低熔池温度，防止填充金属由于温度过高产生下坠和氧化，收弧时在保证质量的情况下，应尽量向上方焊接，以便上方立焊位的接头。

向下焊时要特别注意两侧母材必须充分熔化，否则易产生未熔合缺陷，焊至仰焊部位时要有意识地将焊丝往根部“推”，使根部焊缝微凸，以避免凹陷，这是该操作方法的要点。

5　各种操作技能在工程实践中的应用

上述各钨极氩弧焊操作技术在密排固定管的全位置焊接中经过各生产企业的具体实践，在相应的施工焊接过程中得到了应用。有关文献对每一种操作方法及工艺过程都有详细介绍。如内填丝和镜面焊在上海外高桥电厂三期的2×1 000 MW超超临界锅炉中得到应用[6]。盲焊技术则在辽阳化纤总厂乙烯装置8#裂解炉改造工程中得到应用[15]。下向上焊技术在湖北省电力建设第一工程公司实施的项目建设中得到应用[6]。摇摆焊技术早在20世纪80年代就已经在大亚湾核电项目建设中得到应用[11]。

总之，各种操作方法各有优势，也存在不足之处。不论何种方法，都需要企业加强技术培训，然后根据生产需要选择最适合的操作技能。

6　结论

（1）锅炉作为重要的能源转换设备，其质量保证对于国民经济具有非常重要的意义。

（2）锅炉固定密排管道的焊接因其位置的限制，焊接难度大，需要采取特殊的工艺措施和操作技巧。

（3）氩弧焊的操作方法很多，各方法具体操作灵活多变，进行障碍管道单面焊双面成形操作技术有很多方式，各生产企业可根据各自焊工的技术水平选择适合的技法进行培训后用于焊接生产作业。

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Dense line of fixed tube of welding operation skill and application research

JIN Mingyuan1，JIANG Yingtian2，FAN Xiaorong3，KONG Weibin2，GAO Xuepeng2
（1.Fushun Special Equipment Supervision and Inspection Institute，Fushun 113006，China；2.Liaoning Shihua University，Fushun 113001，China；3.The Second Construction Company of CNPC，Lanzhou 730060，China）

From the boiler of dense line of fixed furnace tube of welding operation of technical difficulties，present that tungsten argon arc welding is the first choice welding method to ensure the quality of boiler tube manufacturing.Introduce the basic operation of tungsten argon arc welding technology.Through expounded in detail，the current is applied to dense line of fixed obstacles in tube tungsten argon arc welding of the characteristics of various special operation method，operation of techniques and applications.

dense line of fixed obstacles in tube；TIG welding；Mirror welding；the wire filling；swing welding；bottom up welding

TG457.6

A

1001－2303（2016）02－0018-08

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.02.04

2015－04－21；

2015－06－18

金明远（1970—），男，辽宁抚顺人，学士，主要从事焊接工艺与质量管理方面的工作。